Labore

Labor Zelltest

Betreuung:

M.Eng. Alexander Dinter, M.Sc. Martin Frankenberger

Raum: TZE - TM 005 / (inkl. TM 004)

Im Zelltestlabor werden Einzelzellen untersucht. Auf Zell-Level werden folgende Charakterisierungen durchgeführt:

  • Lade- und Entladeverhalten bei unterschiedlichen C-Raten
  • Verifizierung der angegebenen Leistungsdaten
  • Bestimmung der nutzbaren Kapazität
  • Innenwiderstandsmessung Rac und Rdc
  • Elektrochemische Impedanzspektroskopie
  • Zyklovoltammetrie
  • Zyklentests
  • Temperaturverhalten
  • Sonstige Messungen innerhalb der Betriebsbedingungen
  • Standardladeverfahren wie CCCV, energiegesteuert oder kundenspezifische Profile

Ausstattung:

  • Basytec CTS-LAB Batterietestsystem je 3 A / +/- 6 V, 96 Kanäle
  • Basytec CTS Batterietestsystem je 5 A / 0 - 6 V, 32 Kanäle
  • Basytec XCTS Batterietestsystem 50 A / 0 - 6 V, 60 Kanäle
  • Astrol Potentiostat 17 mA / 10 V
  • Potentiostat/Galvanostat Metrohm Autolab PGSTAT204, 400 mA/ 20 V, 1 Kanal
  • Diverse Elektronische Lasten und Netzteile
  • Temperaturkammer BINDER MK für Wärme- und Kältetests zwischen -40 °C und 180 °C, Volumen 40 l

Labor Elektrodenfertigung

Betreuung:

Herr Prof. Dr. Karl-Heinz Pettinger

Raum: TZE - TM 001 / TM 002

Das Labor Elektrodenfertigung bietet mit seiner Ausstattung optimale Voraussetzungen zu Herstellung von Elektroden- und Separator-Slurries für Lithium-Ionen-Batterien mit allen gängigen Aktivmaterialien. Zur Anmischung und Dispergierung von lösemittel- und wasserbasierten Slurries im niedrig- bis hochviskosen Bereich (30 bis 35.000 mPas) steht ein bretes Spektrum an Misch- und Dispergiermethoden mit unterschiedlichen Energieeinträgen zur Verfügung. Die Beschichtung der Substrate mit Slurries erfolgt mittels eines industrienah konstruierten Coaters. Als Auftragswerke stehen Messergießer und Schlitzdüsen im Rolle-zu-Rolle-Verfahren mit integriertem Trockentunnel zur Verfügung. Der Coater ermöglicht das konstante Beschichten von Anoden, Kathoden und Separatoren über viele Meter.

Ausstattung:

  • Planetenzentrifugalmischer Thinky ARE-250 C3
  • Klein-Dispergator IKA Ultratorrax T18 basic
  • Rotor/Stator Scheraggregat IKA Magic Lab, Volumen 0,1 bis 1,5 l
  • Hochleistungsdissolver Scherraggregat Getzmann, Volumen 0, 2 bis 1 l
  • Planetenmischer Netzsch PMH 1
  • Kneter Inoue Trimix TX-0,5, Volumen 0,5 l
  • Kneter Inoue Trimix TX-2, Volumen 2 l
  • Rheometer Brookfield DV3T
  • Coater KMS Technology Center TC-10 mit Trenneinrichtung, Aufnahme für diverse Gießwerkzeuge, Bahnkantensteuerung, Umwickeleinrichtung
  • Explosiongeschützter Vakuum-Trockenschrank, Volumen 60 l
  • Diverse Trockenschränke


Elektro-Werkraum / Rechnerraum

Verantwortlich:

MSC Barbara Poisl, Dipl.-Ing. Georg Heyer

Raum: TZE - TZ 007

Praktika Lithium-Ionen Speicher, Messadapterbau, Simulationsrechner

 

Ausstattung:

  • 5 Simulationsrechner
  • Multimeter
  • Trenn-Stell-Trafo
  • Speicheroszilloskop
  • Lautstärkemessgerät
  • Datenlogger
  • Elektronische Last
  • Div. Spannungsquellen
  • Funktionsgenerator
  • Wärmebildkamera
  • Tachometer
  • Lötstation

Labor Zellfertigung

Betreuung:

Herr Prof. Dr. Karl-Heinz Pettinger

Raum: TZE - TM 009

Im Labor Zellfertigung können industrienahe Zellen im Pouch-Format von 30 mAh bis 2 Ah im Handverfahren hergestellt werden. Es steht eine Handmusterlinie zur Herstellung von Lithium-Ionen-Zellen als Single- oder Bicells zur Verfügung. Die Assemblage des Zellverbunds erfolgt entweder über Rollenlamination oder Z-Falten.

Im Rahmen des Projekts CompStor wird diese um Teilfertigungsstationen für die Bereiche Trimmen und Ableiter anschweißen, Gehäusesiegelung, Elektrolytbefüllung, Entgasung und Finalisierung sowie der zugehörigen Datenerfassung ergänzt werden.

In Verbindung mit den Ressourcen des Elektroden Labors können somit Material- und Prozessuntersuchungen an unterschiedlichen Bestandteilen von Lithium-Ionen-Zellen durchgeführt werden.

Ausstattung:

  • Handstanzer
  • Mechanische Kniehebelpressen für Bandstahlvereinzelung
  • Pneumatische Kniehebelpresse für Bandstahlvereinzelung
  • Ultraschallschweißmaschine Amtech Ultraweld 40
  • Laborsiegelgerät Kopp SGPE 3000, Backenlänge 300 mm
  • Vakuumiergerät Komet Vacuboy
  • Elektrolytbefüllmaschine
  • Glovebox
  • Rollenlaminator, Arcotronics Italia BLE 282 D
  • Z-Falter, Fa. Jonas & Rethmann
  • Vakuumtrockenschrank 50 l


Labor Energieeffizienz / Systemtechnik

Betreuung:

Frau Prof. Dr. Diana Hehenberger-Risse

Raum: TZE - TM 104

Effiziente Energiesysteme, Systemtechnik, Thermische Prozesse

Labor zur Ermittlung und Erprobung der Effizienz von Energiesystemen inkl. Speichern und thermodynamischen Prozessen

 

Ausstattung:

  • Versuchsstand für kontrollierte Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung
  • Versuchsstand Wärmepumpe
  • Versuchsstand Heizungsregelung
  • Messkoffer für PV-Versuche


    Labor Analytik

    Betreuung:

    Herr Prof. Dr. Karl-Heinz Pettinger

    Raum: TZE - TM 103

    Analytik Labor

    Ausstattung:

    • Digitalmikroskop
    • Stereomikroskop
    • Haftzugprüfstand
    • Karl-Fischer-Messplatz zur Feuchtebestimmung
    • Analytischer Wiegeplatz
    • Kapzitive Dickenmessung und Oberflächenchrakterisierung (Höhenauflösung nm-Bereich)


    Prüfstand dezentrale Energiesysteme

    Betreuung:

    M.Eng. Felix Gackstatter

    Raum: TZE - TM 003

    Der Prüfstand für dezentrale Energiesysteme bietet die Möglichkeit Kombinationen von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit elektrischen und thermischen Speichern zu betrachten. Definierte thermische Lastprofile können über einen Heizlast- sowie einen separaten Warmwasserlastsimulator  abgefahren werden. In Kombination mit der eingebundenen Photovoltaikanlage und der Brennwerttherme, als zweiter thermischer Versorger, werden an der Anlage neuartige Betriebsstrategien entwickelt und getestet. Zu diesem Zweck sind alle Energieströme am Prüfstand erfass- und steuerbar.  
    Außerhalb des Teststandsbetriebes stellt die Anlage  einen Teil der elektrischen und thermischen Energieversorgung des Technologiezentrums dar. 

    Ausstattung:

    • Gasmotor µBHKW, betreibbar in den Leistungsstufen 2, 3, 4 kW elektrisch   
    • Modulierbare Brennwerttherme mit 24 kW thermischer Nennleistung
    • Elektrischer Speicher mit 10 kWh Kapazität
    • Elektrischer Speicher mit 12 kWh Kapazität
    • Heizlast- und Warmwasserlastsimulator zur Abführung definierter Lasten
    • Thermischer Speicher mit 960 l Volumen
    • Messdatenerfassung und Anlagensteuerung mit 128 Mess- und Steuerkanälen für Spannungs-, Strom- und Temperatursignale
    • Diverse Durchflussmesser, Energiezähler und Wirkleistungsmessumformer zur Erfassung der Energieströme und Leistungen im System

      Labor Power to Gas

      Betreuung:

      Prof. Dr. Raimund Brotsack

      Raum: TZE - TM 108

      Chemisches / mikrobiologisches Labor. Erforschung und Erprobung von Prozessen zur Umwandlung von Wasserstoff und Kohlendioxid in Methan mittels mikrobiologischer Methanisierung.

      • Mikroskopische Betrachtung von mikrobiologischen Proben (Validierung und Bewertung von Stoffwechselvorgängen zur Methanerzeugung mittels Fluoreszenz; Qualitative und quantitative Bewertung der Mikroorganismen)
      • Qualitative und quantitative Messung von Gasproben
      • Anaerobe Atmosphäre für den Umgang mit anoxischen Proben oder Prozessen, die anaerobe Bedingungen erfordern
      • Sterile Umgebung für den Umgang mit Mikroorganismen
      • Inkubation von mikrobiologischen Proben bei verschiedenen Temperaturen und Temperaturprofilen, mit unterschiedlichen Medien und Gasatmosphären
      • Sattdampfsterilisation von Laborglas, Proben und Laborabfällen mit automatischer Chargendokumentation

       

      Ausstattung:

       

      • Mikroskop
        • Auflicht-Fluoreszenz (LED)
        • Fluoreszenzfilter-Set (420/40 BP, 458, 458 LP)
        • Durchlicht-Hellfeld (LED)
        • Objektive (10x/0,3 Ph1; 40x/0,75 Ph2; 100x/1,4 Oil Ph3 Apochromat)
        • Teilmotorisiert (Z-Trieb, Kamera-Ausspiegelung, Reflektorrevolver, Shutter, Kondensor)
        • 2/3“ Monochromkamera (4,54 µm x 4,54 µm)
        • Erweiterbar um weitere Kamera, DIC-Kondensormodule, Fluoreszenzfilter-Sets
      • Gaschromatograph (S/SL-Injektor, TCD-Detektor; Messung von CO, CO2, H2, CH4; erweiterbar um ein weiteres Messverfahren)
      • Anaerobenkammer (Plexi-Glas, Gasspülsystem mit Formiergas, Schleuse, Messsystem für Sauerstoff, Feuchte und Druck mit jeweiliger Regeleinheit, Datenlogger zur Erfassung der Messdaten)
      • Autoklav (40 l, automatische VE-Wassereinspeisung, Luftkühlung, Chargendokumentation über Netzwerk)
      • Gasversorgung im Labor (Formiergas, Argon, Prüfgas etc.)
      • Mikrobiologische Sicherheitswerkbank (Klasse II)
      • Inkubatoren (jeweils 112 l, natürlicher Luftwechsel, USB-Port zur Messdatenerfassung, Durchführung selbst erstellter Temperaturprogramme)
      • Trockenschrank
      • Druck-, Redox-, Leitfähigkeits-, pH- und Temperaturmessgeräte
      • Analysenwaage (Höchstlast 120 g, Auflösung 0,1 mg)

          Labor Redox Flow

          Betreuung:

          M.Eng. Christina Zugschwert, M.Eng. Saskia Dinter

          Raum: TZE - TZ 009

          Forschung und Entwicklung auf dem Themengebiet Vanadium-Redox-Flow-Speicher, insbesondere Elektrodenstabilität.

          Ausstattung:

          • Elektrochemische Impedanzspektroskopie
          • Cyclovoltammetrie
          • Zyklentests
          • Materialcharakterisierung
          • Lade- und Entladeverhalten bei unterschiedlichen Stromdichten
          • Temperaturverhalten
          • Thermische Stabilität des Elektrolyten
          • Lebensdauertests/Langzeitstabilität

          Labor Electro-Spinning

          Betreuung:

          MSc Bernhard Springer, Dipl.-Ing. Christina Toigo

          Raum: TZE - TZ 010

          Electrospinning findet in vielen verschiedenen Forschungsgebieten Anwendung. Bei diesem Prozess werden aus einer Polymerlösung mithilfe eines starken elektrischen Feldes Fasern mit einer Dicke im Nanometerbereich direkt hergestellt.

          Das Labor Electrospinning ermöglicht die Forschung und Entwicklung des Electrospinning-Prozesses unter optimalen Bedingungen. Es können Spinning-Konzepte für unterschiedliche Aufbringungsgeschwindigkeiten getestet, Rezepturen und Maschineneinstellungen verändert und so das Ergebnis für die jeweilige Anwendung optimiert werden.

          Ausstattung:

          • Electrospinning-Anlage mit Nadelemitter
          • Electrospinning-Anlage mit Fadenemitter
          • Peripheriegeräte zur Kontrolle der Umgebungsparameter, z.B. Temperatur

            Labor Zellpack- und elektrischer Systemtest

            Betreuung:

            M.Sc. Barbara Poisl

            Raum: TZE - TM 012

            Im Labor Zellpacktest werden über die Einzelzelle hinaus auch der Zellverbund und darauf aufbauend ganze Energiespeichersysteme betrachtet. Wesentliche Prüfprozesse sind dabei.

             

            Ausstattung:

             

            • Verifizierung der angegebenen Leistungsdaten
            • Bestimmung der nutzbaren Kapazität innerhalb der Spannungsgrenzen
            • Lade- und Entladeverhalten bei unterschiedlichen C-Raten
            • Selbstentladung (Kapazitätserhaltung und -rückgewinnung) von Akkupacks (mit und ohne BMS)
            • Eigenverbrauch von Akkupacks und Systemen
            • Innenwiderstandsmessung Rac und Rdc
            • Zyklentests
            • Temperaturverhalten
            • Funktionsfähigkeit des Zusammenspiels von Akku und Inverter
            • Funktionsfähigkeit des Zusammenspiels von BMS und elektrochemischem Speicher
            • Standby-Verbrauch von Storage-Systemen
            • Sonstige Messungen innerhalb der Betriebsbedingungen
            • Standardladeverfahren wie CCCV, energiegesteuert oder kundenspezifische Profile